龚曙光，李 志，谢桂兰，卢海山

（湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭 411105）

基于涡激振动的无叶片风力机主要由捕能系统、发电机和连接其两部分的传动装置组成，其中捕能系统由捕能柱和磁性回复装置组成，如图1所示。当风作用在捕能柱上时，会使捕能柱产生风致横向摆动，从而带动发电装置发电[1-2]，特别是当涡激脱落频率接近捕能系统的固有频率时，会使捕能柱产生共振，即产生“锁频”，从而使风力机的发电量达到最大。由于无叶片风力机对风能捕捉十分敏感且能迅速进入工作状态，可大幅度提高风能的利用率[3]。它可应用于野外通信机站、小型建筑物、独户的居民住宅等，为实现分布式风能发电提供了可能，因此对无叶片风力机捕能柱的振动噪声开展研究具有非常重要的现实意义。

图1 无叶片风力机示意图

针对圆柱体的风致振动噪声，国内外学者已开展了相关的研究，如Cheong 等[4]采用混合数值方法对低马赫数下的圆柱绕流噪声进行了分析。郑朝荣等[5]采用雷诺平均法和宽频带噪声源模型混合方法，对具有不同截面形状和尺寸的柱体在不同来流风速下的气动噪声源特性进行了研究。马瑞贤等[6]通过求解声学线性欧拉方程，模拟分析了圆柱绕流气动噪声的辐射特性。邵卫东等[7]将雷诺平均法和声类比法相结合，研究了圆柱绕流的气动噪声，分析了不同来流速度对远场噪声辐射的影响。蔡建程等[8]通过与实验结果对比，研究了偶极子和四极子源模型在三维圆柱绕流气动噪声预测的准确性。……